申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2024-01-10

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN117539290B

主分类号：G05D1/695

分类号：G05D1/695;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.09#公开

摘要：本发明公开了一种视距外集群无人机损毁后的处理方法。该方法适用于采用分布式编队控制方式的集群无人机，当无人机检测到自身出现故障时，若其仍保留通信能力，则向集群内邻近无人机分别发送当前位置坐标和故障信息，然后向集群内其它健康无人机发送任务重规划请求，并终止原定任务进程；若邻近无人机在时间阈值内无法与故障无人机进行通信链接，则判断其完全丧失通信能力，处于损毁状态，由故障无人机的邻近无人机向集群内其它健康无人机发送任务重规划请求。本发明可自主触发任务重规划行为，能保障原定任务目标全部完成，保证所有任务目标均被顺利完成的同时使分配结果尽可能合理，最终收益最大化。

主权项：1.一种视距外集群无人机损毁后的处理方法，其特征在于，包括：基于分布式编队控制方式控制集群内的无人机在检测到自身出现故障时，若出现故障的无人机仍保留通信能力，则向集群内距离最近的无人机分别发送当前位置坐标和故障信息，然后向集群内其它健康无人机发送任务重规划请求，并终止原定任务进程，所述当前位置坐标和故障信息经由其余健康的无人机通信链路发送至远端指控中心；若出现故障的无人机完全丧失通信能力，则在其与相邻的无人机断开通信连接后，由距离故障无人机的最后一次通信数据中的位置坐标最近无人机发送通信请求，若出现故障的无人机对于该通信请求有回应，则以出现故障的无人机仍保留通信能力进行处理；若出现故障的无人机对于该通信请求无回应，则判断为出现故障的无人机处于损毁状态，由故障无人机的邻近无人机回传故障前的位置坐标和故障信息，并向集群内其它健康无人机发送任务重规划请求，处于损毁状态的无人机终止原定任务进程；集群内其它健康无人机在接收到任务重规划请求后，进行任务重规划，以继续执行任务，所述任务重规划包括：初始化待执行的任务信息；根据预设任务优先级对待执行的任务目标进行价值度划分，以获得低价值目标、中价值目标和高价值目标，根据目标价值度计算待执行任务的目标收益系数，具体如下： ；其中，a为低价值目标收益系数，其分配无人机权重倍数为1，b为中价值目标收益系数，其分配无人机权重倍数为2，c为高价值目标收益系数，其分配无人机权重倍数为3，n1为低价值目标数量，n2为中价值目标数量，n3为高价值目标数量，总待执行任务数M=n1+n2+n3；基于拍卖算法和预估的t+td+δ时刻的通信拓扑进行任务投标，若所有任务均被投标，则获取中标信息并继续执行任务，直至所有任务均被执行完毕，否则，根据集群内健康无人机的数量N与总待执行任务数M的大小关系，以及目标收益系数调整任务的收益值，以使所有任务均被投标并执行完毕，其中，t为进行任务规划的初始时刻，td为整个任务重规划过程耗费时长，δ为预留的裕度值；若集群内健康无人机的数量N大于等于总待执行任务数M，则判断投标任务k的无人机数量是否为1，若投标任务k的无人机数量为1，则保持任务k的收益值不变，若投标任务k的无人机数量为0，则增加任务k的收益值，若投标任务k的无人机数量大于1，则减少任务k的收益值，其中，k=1,2，…,M；调整任务的收益值的方式具体如下：若任务k为低价值目标，其收益值的调整方式为： ；其中，为调整后的划分为低价值目标的任务k的收益值，为调整前的划分为低价值目标的任务k的收益值，为划分为低价值目标的任务k的收益值的幅度调节控制系数，为当前已投标划分为低价值目标的任务k的无人机数量，为集群内的健康无人机的数量，为设定的划分为低价值目标的任务k的收益调整上限，为设定的集群内的健康无人机每次通信损耗比例系数，为任务k所需的无人机间信息传递次数；若任务k为中价值目标，其收益值的调整方式为： ；其中，为调整后的划分为中价值目标的任务k的收益值，为调整前的划分为中价值目标的任务k的收益值，为中价值目标收益值的幅度调节控制系数，为当前已投标划分为中价值目标的任务k的无人机数量，为设定的中价值目标收益调整上限；若任务k为高价值目标，其收益值的调整方式为： ；其中，为调整后的划分为高价值目标的任务k的收益值，为调整前的划分为高价值目标的任务k的收益值，为高价值目标收益值的幅度调节控制系数，为当前已投标划分为高价值目标的任务k的无人机数量，为设定的高价值目标收益调整上限；若集群内的健康无人机的数量N小于总待执行任务数M，则任务k仅分配1架无人机执行，预设优先级高的任务目标优先中标，当某一任务被多次投标时，则实际利益较高的无人机优先中标，若实际利益等级一样，则中标任务与次高收益值任务距离差最大的无人机优先中标，当某一任务没有被投标时，则提高其收益值，直至待分配队列中所有任务均中标并被执行完毕；提高其收益值的方式具体如下：若任务k为低价值目标，其提高收益值的方式为： ；其中，为提高后的划分为低价值目标的任务k的收益值，为提高前的划分为低价值目标的任务k的收益值，为划分为低价值目标的任务k的收益值的幅度调节控制系数，为集群内的健康无人机的数量，为设定的划分为低价值目标的任务k的收益调整上限，为设定的集群内的健康无人机每次通信损耗比例系数，为任务k所需的无人机间信息传递次数；若任务k为中价值目标，其提高收益值的方式为： ；其中，为提高后的划分为中价值目标的任务k的收益值，为提高前的划分为中价值目标的任务k的收益值，为划分为中价值目标的任务k的收益值的幅度调节控制系数，为设定的划分为中价值目标的任务k的收益调整上限； ；其中，为调整后的划分为高价值目标的任务k的收益值，为调整前的划分为高价值目标的任务k的收益值，为高价值目标收益值的幅度调节控制系数，为设定的高价值目标收益调整上限。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种视距外集群无人机损毁后的处理方法

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